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第九节 其他动植物提取物

一、杜仲提取物

杜仲,拉丁学名Eucommia Ulmoides Oliver,为杜仲科杜仲属植物,杜仲的干燥树皮,俗称木棉、丝连皮。原产于我国,现分布在广西、湖南张家界、四川、安徽、陕西、湖北、河南等地。在日本、朝鲜、缅甸亦有栽种。杜仲皮为名贵滋补中药,具有补中益气、坚筋骨安胎、久服轻身耐老之功效。

(一)杜仲中的功能成分

近几年来,许多学者对杜仲的化学成分进行了大量研究,杜仲的皮、叶、枝条、果实和花中含有的功能成分大致可被分为以下几类。

图1-10 杜仲树与杜仲皮

1.木脂素类(lignans)

木脂素及其苷类木脂素是一类由苯丙素类氧化聚合而成的产物,多以二聚体的形式存在,少数为三聚体和四聚体,大多数呈游离状态,少数与糖结合成苷而存在于植物的木质部和树脂中,因而得名。从杜仲中分离鉴定出的木脂素化合物多达28 种,包括双环氧木脂素类(如松脂醇二葡萄糖苷、中脂素、丁香脂醇二葡萄糖苷)、单环氧木脂素类(如橄榄素、橄榄素二糖苷)、新木脂素类(如二羟基脱氢二松柏醇、柑橘素B)和倍半木脂素类[如耳草素(醇)二糖苷]等类型。研究表明,松脂醇二葡萄糖苷有降压抗氧化等功能,且无任何副作用,被认为是最好的天然降压药物。丁香脂醇二葡萄糖苷具有抗疲劳、抗癌、增强记忆力和对cAMP磷酸二酯酶有较强的抑制等作用。木质素类化合物的分子结构见图1-11。

图1-11 木脂素类化合物的分子结构

2.苯丙素类化合物(phenylpropanoids)

苯丙素类是指母核具有一个或几个C6-C3 单元的天然有机化合物类群,包括简单苯丙素类(如苯丙烯、苯丙醇、苯丙醛、苯丙酸等)、香豆素类等。苯丙素类化合物广泛存在于杜仲根皮、茎皮、绿叶和落叶中,包括绿原酸、绿原酸甲酚、咖啡酸、松柏酸、松柏苷、丁香苷与香草酸等。杜仲全树都含有绿原酸,杜仲叶中绿原酸含量可达5.28%,是杜仲皮的18.57 倍,因此杜仲叶中的绿原酸的含量常被作为评定杜仲叶品质的重要依据。绿原酸具有广泛的抗菌、抗病毒、抗氧化、降压、兴奋中枢神经以及加强胃肠蠕动和促进胃液分泌等作用。

3.环烯醚萜类(iridoids)

环烯醚萜分子中含有环烯醚键,从植物分离出的环烯醚萜类化合物已达1000余种,从杜仲皮和叶中分离出十几种环烯醚萜类化合物,包括京尼平苷、京尼平苷酸、桃叶珊瑚苷、杜仲苷、筋骨草苷和车叶草酸等。京尼平苷和桃叶珊瑚苷具有抗肿瘤作用,桃叶珊瑚苷是一种抗生素,它能显著抑制乙型肝炎病毒DNA 的复制,保肝护肝,对氧自由基具有清除作用等多种功能。

4.黄酮类化合物(flavonoids)

黄酮类化合物是一类具有2-苯基色原酮(flavone) 结构的化合物。黄酮类化合物是杜仲的主要有效成分之一,其含量是判断杜仲生药及其产品品质的重要指标。从杜仲叶中共分离到7 种黄酮类化合物,分别为三萘酚、槲皮素、紫云苷、陆地锦苷、芦丁、莰菲醇和桃苷。黄酮类化合物具有止咳、祛痰、平喘、护肝、抗菌等多种功能。

5.多糖(polysaccharide)

多糖是由糖苷键连接的糖链。杜仲多糖是近几年来发现的活性成分。多糖具有重要的生物学作用,有免疫调节、抗病毒、抗癌、降血糖等多种功效。杜仲多糖是一类天然的免疫增强剂,通过增强机体免疫力起到抗肿瘤等作用。

(二)杜仲中功能成分的提取和纯化

杜仲中含有大量的功能性物质,成分复杂,但其化合物结构和性质相近,因此对其单体的提取纯化较为困难。对杜仲中功能性成分的提取方法主要有:有机溶剂提取法、热水提取法、系统溶剂提取法、超声波提取法、微波提取法、酶解法等。所得的混合物要经萃取法、沉淀法、聚酰胺柱层析法、硅胶柱层析法等进一步分离提纯。

1.杜仲中绿原酸的提取和纯化

杜仲叶中绿原酸含量较多。戴瑜等(2009)分析探讨了半纤维素酶法提取杜仲叶中绿原酸的适宜条件。试验表明,酶解的作用是使植物组织降解,使植物中有效成分更多的溶出,使绿原酸得率增加。姜新义等(2009)比较分析了索氏法与超声波提取法。结果表明,用超声波法所得的绿原酸含量要多于索氏法。刘宗林等(2003)用水提法通过正交试验优选了提取杜仲中绿原酸、槲皮素等有效成分的技术参数。程德军等(2007)将杜仲叶粉先用氯仿脱脂,乙醇-超声波法提取绿原酸,再萃取除杂后,建立了两次薄层色谱分离纯化杜仲叶中绿原酸的方法。汪洪武等(1997)用铅盐沉淀,酸化后用乙酸乙酯萃取,而后重结晶得到绿原酸纯品。

2.杜仲中环烯醚萜类化合物的提取和纯化

董娟娥等(2002)开展了提高杜仲叶中桃叶珊瑚苷提取率的研究,提出了其提取的较佳参数。周贵新等(2000)用超临界CO2 流体从杜仲叶中提取京尼平苷酸、丁香脂素二葡萄糖苷,可将杜仲叶中的有效成分集中萃取、浓缩、蒸馏,得到的产品纯度达到90%以上。彭密军等(2004)用大孔吸附树脂法分离纯化杜仲中的功能成分京尼平苷。

3.杜仲中松脂醇二葡萄糖苷的提取和纯化

戚向阳等(1997)探讨了提取条件与炮制工艺对杜仲中主要降压成分松脂醇二葡萄糖苷含量的影响。彭密军等(2004)研究了新型大孔树脂对松脂醇二葡萄糖苷的吸附洗脱,认为S-8为最佳树脂,优化了工艺参数。陈晓青等(2003)将杜仲粉用有机溶剂提取后,分别用四种树脂对提取液分离纯化,确定了较佳的提取工艺参数与纯化效果较好的树脂。

4.杜仲中总黄酮的提取和纯化

张玲等(2009)对大孔树脂法分离杜仲叶中绿原酸、总黄酮的工艺进行了探讨,认为NKA-Ⅱ为最优树脂,确定了较好的吸附解吸条件。陈晓娟等(2006)比较研究了水提法、溶剂提取法、酶法与半仿生法提取杜仲叶中绿原酸和黄酮类化合物的效果,认为半仿生法为最好提取法。李秋红等(2006)认为,超临界CO2 流体萃取杜仲总黄酮的最佳工艺参数为:温度为45℃,时间为2.5h,压力为30MPa,夹带剂用量为3.5mL/g。

(三)杜仲的生物学作用

1.抗菌抗病毒抗炎作用

杜仲的皮和叶中含有绿原酸和异绿原酸,绿原酸具有广泛抗菌、兴奋神经中枢、利胆、促进胆汁和胃液分泌、止血、增加白细胞数量和抗病毒的作用以及较强的抗炎作用。杜仲水煎剂对十几种常见细菌都有不同程度的抑制作用,如结核杆菌、福氏痢疾杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌、肺炎球菌、炭疽杆菌等。日本学者经研究确认,杜仲提取物中含有一种碱性物质,这种物质具有抵抗破坏人体免疫系统病毒的功能,可预防和治疗艾滋病。孙燕荣(2004)研究发现,杜仲醇提物具有显著的抗艾滋病毒作用,其中咖啡酸和儿茶素的作用尤为明显。孙燕荣等(2012)探讨了杜仲及其单体化合物抗艾滋病毒的作用,认为杜仲提取物及其单体化合物具有抗艾滋病毒的作用。Okauyama等(1998)研究表明,杜仲中的木脂素类与环烯醚萜类都有抗炎、抗菌活性。胥忠生等(2010)用杜仲叶提取物对猪肉糜制品进行抗氧化和抑菌效果试验,结果证明,0.25%和0.50%的杜仲叶提取物有较强的抑菌能力。

2.抗癌防癌作用

试验证明,杜仲具有抗癌防癌的功效,其作用与杜仲中所含的木脂素类、苯丙素类以及环烯醚萜类化合物有关。环烯醚萜类的桃叶珊瑚苷、京尼平苷、筋骨草苷、都桷子酸、丁香素二葡萄苷都有预防与治疗肿瘤的功效。Yang等(2004)研究表明,杜仲提取液具有抗氧化和抗诱变的作用,通过对豚鼠高胺盐、少维生素C食物建立实验模型,维生素C 摄取量不足引起胃黏膜损伤,导致幽门杆菌阳性胃癌,经杜仲提取液喂养后,可有效地抑制和预防胃癌。试验证明,杜仲提取液可通过抑制组织细胞氧化应激损伤,阻止癌症的发展。绿原酸、咖啡酸等可通过活化酶来抑制致癌物黄曲霉毒素B1 和苯并[α]芘的变异原性;绿原酸还可通过降低致癌物的利用率及其在肝脏中的运输来达到防癌、抗癌的效果。绿原酸对大肠癌、肝癌和喉癌具有显著的抑制作用,被认为是癌症的有效化学防护剂。试验证明,杜仲中黄酮类物质也具有抗癌的作用,已被用于治疗子宫宫颈癌与软骨肉瘤。

3.抗氧化、抗衰老、预防肌肉骨骼老化

杜仲能增强机体的非特异性免疫功能,对细胞免疫有调节作用。赵晖(2000)试验证明,杜仲叶甲醇提取物中京尼平苷酸与桃叶珊瑚苷,为杜仲叶促进假老龄模型大鼠胶原合成与表皮细胞增殖的活性物质,可激活蛋白质代谢,阻止衰老进程。李小安等(2009)建立了小鼠的亚急性衰老模型,观察杜仲叶浸膏粉对老化的相关酶、老化代谢产物和红细胞免疫的影响,证明其具有抗衰老作用。孟华民(1996)研究了杜仲水煎剂对小鼠自由基的影响,发现杜仲无论在动物体内还是体外,都有明显的抗自由基作用。杜仲生药煎剂也有抗脂质过氧化作用,可促进人体皮肤、骨骼和肌肉胶原蛋白的新陈代谢,被用于预防宇航员因太空失重而引起的骨骼和肌肉衰退。杨春霞等(2008)研究了杜仲叶提取物对小白鼠运动性疲劳的影响。结果表明,杜仲叶提取物具有抗氧化作用,可加速自由基的消除,防止细胞的各种氧化损伤,进而推迟运动性疲劳的出现,延长运动至力竭的时间,提高运动能力。动物试验证明,杜仲含有一种可促进人体的皮肤、骨骼、肌肉中蛋白质胶原合成与分解的特殊成分,具有促进代谢、防止衰退的功能。

4.保肝利胆与利尿作用

杜仲中含有的咖啡酸、绿原酸、黄酮等活性成分,可增强肝功能并促进肝组织再生。小白鼠的试验结果表明,杜仲提取液可有效地预防溴苯对其造成的肝细胞损伤。藏友维(1998)报道,环烯醚萜类中的京尼平可促进胆汁分泌,有效阻止胆结石的形成,杜仲中的绿原酸也有保肝利胆的作用,能促进胃液与胆汁的分泌。

5.对生殖的作用

研究发现,杜仲叶冲剂对子宫平滑肌强烈收缩具有显著的舒张作用,且随剂量增加而增强。杜仲叶冲剂和黄体酮一样,显著对抗垂体后叶所引起的小鼠流产,使流产动物数明显减少,产仔数增加。给100 例不孕症女性患者服用含有杜仲的复方合剂,其治愈率达90% ,可能是由于该复方合剂增进子宫功能而使患者怀孕。赵茹等(2012)探讨了杜仲水提液对幼鼠睾丸间质细胞合成睾酮功能和半胱氨酸天冬酶9的影响。结果表明,杜仲水提液能通过下调半胱氨酸天冬酶9-mRNA的表达,降低睾丸间质细胞的凋亡,促进其增殖,增强其合成睾酮的能力。

6.降压作用

杜仲具有双向调节血压的作用,对高血压患者有降低血压作用,对低血压患者有升压的作用,这是任何化学降压药无法比拟的。研究表明,杜仲含降压成分主要包括木脂素类、环烯醚萜类、苯丙素类、黄酮类这四大类。李家实等(1986)对杜仲皮和叶分别做了降压试验,结果表明,杜仲中所含的生物碱、环烯醚萜类、苯丙素类都有不同程度的降压作用。辛晓明等(2009)研究表明,杜仲中的环烯醚萜类化合物中的桃叶珊瑚苷,京尼平苷酸具有显著的降低血压和调节血压的作用。金国璋等(1956)首次对犬进行了静脉注射杜仲皮和杜仲叶水提物试验,结果表明,试验犬的血压均有所下降。范维衡等(1979)试验证明,杜仲叶具有良好的降压作用,而且疗效平稳,无毒、无副作用。近些年的研究表明,杜仲的水提物中的主要成分木脂素通过扩张血管而使血压降低,其舒张血管作用具有内皮细胞依赖性,当去除血管内皮细胞后,水提物的舒张血管作用完全消失。

(四)杜仲提取物在动物中的应用效果

吕武兴等(2007)研究了杜仲提取物对三黄鸡生产性能和肠道微生物的影响,结果表明:饲粮中添加杜仲提取物能显著地提高三黄鸡平均日增重(P<0.05),提高饲料转化率,减少盲肠中大肠杆菌的数量(P<0.05),且有利于盲、回肠中乳酸杆菌和双歧杆菌的增殖。何云等(2004)研究饲粮添加杜仲对黄羽肉鸡的生产性能和肠道微生物的影响。结果表明,杜仲添加组鸡平均日增重显著快于对照组;杜仲添加剂对大肠杆菌有显著的抑制作用。胡忠泽等(2006)探讨了杜仲对鸡肉品质的影响及其作用机理。饲粮中添加杜仲比不添加或使用胂制剂洛克沙生或金霉素,能显著改善肉色(P<0.01),降低滴水损失(P<0.01)和蒸煮损失(P<0.05),并使肌纤维变细(P<0.05),显著增强鸡肉的抗氧化性能(P<0.05)和血清中的超氧化物歧化酶活性(P<0.05),显著降低胸肌和血清中甘油三酯含量与乳酸脱氢酶活性。同时,杜仲有提高肌肉中肌苷酸含量、血清中碱性磷酸酶、酸性磷酸酶活性以及降低肌肉中胆固醇含量和血清中肌酸激酶活性的趋势。结果提示,杜仲有提高鸡肉品质的作用,其作用机制可能与改变肌肉与血清中的一些酶活有关。吕锦芳等(2004)报道,饲粮添加0.5% 的复方杜仲散,肉鸡养殖综合经济效益达到最佳。梁淑芳等(1997)研究发现,将杜仲叶混合到鸡、鸭、鱼、牛等的饲料中,作为饲料添加剂,能改善这些动物的肉质。姚红梅等(2005)报道,杜仲提取物能促进奥尼罗非鱼的生长,降低其饵料系数,同时能降低其血清谷草转氨酶、谷丙转氨酶、乳酸脱氢酶的活性,提高血清中球蛋白的含量,增强其抗病力和免疫能力。

刘世会等(2008)研究了杜仲抗真菌肽EAFP3对黄曲霉的抗真菌活性。结果表明, EAFP3对黄曲霉有明显的抑制作用,最小抑菌浓度为125g/mL。罗庆华等(2006)报道,杜仲提取物对鱼害粘球菌、肠型点状气单胞菌和荧光假单胞菌都有一定的抑制作用。徐贤柱等(2013)研究了杜仲多糖对小鼠免疫功能的影响。结果表明,杜仲多糖可有效增强小鼠的免疫功能。宁康健等(2004)研究了杜仲对小鼠腹腔巨噬细胞吞噬能力的影响,推断杜仲对小鼠腹腔巨噬细胞的吞噬能力有明显的增强作用。

二、植物复合提取物

紫苏-月见草复合提取物(perilla frutescens-evening primrose compound extract,PECE)是一种纯天然、绿色的保健促生长性饲料添加剂。它是采用CO2 超临界流体萃取技术,从紫苏、月见草等天然植物中提取的一类活性物质。其主要成分为ω-3(α-亚麻酸)和ω-6(γ-亚麻酸)等多不饱和脂肪酸,萜类和倍半萜类,黄酮甾醇(酯)类,胡萝卜素,植物碱,维生素C、维生素E、维生素K和多种B族维生素,Fe、Zn、Cu、Mn等微量元素以及一些未知的因子。

周明等(2008)比较试验研究了PECE和抗菌药物(泰乐菌素、磺胺二甲基嘧啶、磺胺增效剂、喹乙醇、阿散酸、金霉素)对猪的保健促生长作用。结果证明,PECE能完全替代体重65kg至上市屠宰阶段猪饲粮中抗菌药物;PECE能极显著促进体重65kg至上市屠宰阶段猪的生长(P<0.01)和提高饲料转化率(P<0.05),但不能完全替代体重29~65kg阶段猪饲粮中的抗菌药物。

金银花-黄芪复合提取物(lonicera japonica-astragalus membranaceus compound extract,LJAMCE)由周明等(2009)研制的纯中草药复合提取物饲料添加剂。应用醇沉水提、醇提水沉技术,通过对金银花、黄芪等定向提取、大孔树脂HPD-A纯化、悬浮半真空干燥法制得LJAMCE,其主要成分为生物碱、绿源酸、多糖、黄酮等,由玉米芯作为载体制成预混剂。它与其他药物无配伍禁忌,无激素类物质。

周明等(2009)考察了LJAMCE对猪生长性能与生化指标的影响。试验结果证明:中草药复合提取物LJAMCE能代替育肥猪饲粮中抗生素(黄霉素)而作为保健促生长剂,且效果还优于黄霉素。LJAMCE在育肥猪饲粮中适宜添加量为0.15%。